特許 7101916 固体照明技術に基づく照明デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-07

(45)【発行日】2022-07-15

(54)【発明の名称】固体照明技術に基づく照明デバイス

(51)【国際特許分類】

   F21V 3/00 20150101AFI20220708BHJP

【ＦＩ】

F21V3/00 350

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022501149

(86)(22)【出願日】2020-07-16

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-07-07

(86)【国際出願番号】 EP2020070199

(87)【国際公開番号】W WO2021018623

(87)【国際公開日】2021-02-04

【審査請求日】2022-01-11

(31)【優先権主張番号】19188533.4

(32)【優先日】2019-07-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】516043960

【氏名又は名称】シグニファイ ホールディング ビー ヴィ

【氏名又は名称原語表記】ＳＩＧＮＩＦＹ ＨＯＬＤＩＮＧ Ｂ．Ｖ．

【住所又は居所原語表記】Ｈｉｇｈ Ｔｅｃｈ Ｃａｍｐｕｓ ４８，５６５６ ＡＥ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ

(74)【代理人】

【識別番号】100163821

【弁理士】

【氏名又は名称】柴田 沙希子

(72)【発明者】

【氏名】ヒーレン ヴィンセント ステファン ダヴィッド

(72)【発明者】

【氏名】アンセムス ヨハンネス ペトルス マリア

【審査官】竹中 辰利

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１８／２４６３０５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第９０４６２３８（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１６３２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－０６２００５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｖ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

平面を画定する基板と、
前記基板上に取り付けられた少なくとも１つの固体光源であって、前記平面に対して実質的に垂直な光軸に沿って光を放出するように構成されている、少なくとも１つの固体光源と、
前記少なくとも１つの固体光源によって放出された光を受光するように構成された外側光透過性外囲器と、
前記基板の外周に配置され、前記光軸に沿った延長部を有する、光透過性壁と、を備え、
前記光透過性壁は、前記光軸に向かって湾曲しており、前記基板の遠位に縁部を備え、前記縁部は、前記外側光透過性外囲器上の影がぼやけるように、前記少なくとも１つの固体光源からの光を拡散させるように適合され、前記影は、前記基板上に取り付けられ前記少なくとも１つの固体光源によって放出された光を遮断する電気構成要素によって引き起こされ、前記縁部は切欠きを備える、照明デバイス。

【請求項2】

前記縁部は鋸歯状切欠きを備える、請求項１に記載の照明デバイス。

【請求項3】

前記縁部は、波形切欠き、例えば、正弦波形状切欠きを備える、請求項１又は２に記載の照明デバイス。

【請求項4】

前記縁部は変化する厚さを有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明デバイス。

【請求項5】

前記縁部の前記厚さは、前記縁部の先端に向かって減少している、請求項４に記載の照明デバイス。

【請求項6】

前記光透過性壁は、前記基板の前記外周の全周に延びている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明デバイス。

【請求項7】

前記光透過性壁は円形である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明デバイス。

【請求項8】

前記電気構成要素は、前記少なくとも１つの固体光源とは異なる、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明デバイス。

【請求項9】

前記照明デバイスをソケットに電気的及び機械的に接続するコネクタを更に備え、前記コネクタは、前記少なくとも１つの固体光源に電気的に接続されている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の照明デバイス。

【請求項10】

前記照明デバイスはレトロフィット電球である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明デバイス。

【請求項11】

請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の照明デバイスを備える、照明器具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、固体照明技術に基づく照明デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

回路基板上に一緒に非常に密接に取り付けられた発光ダイオード及び他の電気構成要素を有する照明デバイス、例えば特定の種類のレトロフィット電球が存在する。このコンパクトな設計の欠点は、例えばインダクタなどの大きな構成要素が、照明デバイスの外側電球に、よく目立つ影を引き起こし得ることである。いくつかの従来の照明デバイスは、ルミネッセンス効率を高めるための反射器と、色混合のための光散乱特性を有する内側電球とを含み、この問題をある程度は軽減させている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、多くの照明デバイスは、そのような構成要素を持たず、したがって、外側電球上の望ましくない影の上記問題を軽減させるための新しいソリューションを開発する必要性が認識されている。

【課題を解決するための手段】

【0004】

上記を考慮して、本発明の第１の態様によれば、照明デバイスが提示され、照明デバイスは、平面を画定する基板と、基板上に取り付けられた少なくとも１つの固体光源であって、平面に対して実質的に垂直な光軸に沿って光を放出するように構成されている、少なくとも１つの固体光源と、少なくとも１つの固体光源によって放出された光を受光するように構成された外側光透過性外囲器と、基板の外周に配置され、光軸に沿った延長部を有する、光透過性壁と、を備え、壁は、光軸に向かって湾曲しており、基板の遠位に縁部を備え、縁部は、外囲器上の影がぼやけるように、少なくとも１つの固体光源からの光を拡散させるように適合され、影は、基板上に取り付けられ少なくとも１つの固体光源によって放出された光を遮断する電気構成要素によって引き起こされる。

【0005】

本発明の第２の態様によれば、照明デバイスを備える照明器具が提示される。

【0006】

「光軸」という表現は、ここでは、照明デバイスによって放出される光の分布が、これを中心にほぼ回転対称となる幾何学的軸を意味する。光軸が、基板によって画定される平面に対して「実質的に」垂直であることは、光軸がその平面に対して垂直である又はほぼ垂直であることを意味する。したがって、「実質的に垂直」という表現は、例えば製造公差に起因する垂直からのわずかな偏差を除外することを意味しない。光透過性壁が基板の外周「に」配置されていることは、外周の近くに、又は外周上に配置されているということである。
様々な光拡散構成要素を含む照明デバイスは、当技術分野において、例えば米国特許第９，０４６，２３８号から既知であることに留意されたい。しかしながら、光を拡散させるための従来のソリューションは、多くの場合、外側外囲器上の望ましくない影の問題に適切に対処していないか、又は複雑すぎる若しくは高価であると考えられている。本発明は、光源の基板の外周に配置され、光軸に向かって湾曲し、光を拡散するように適合された縁部を有する壁を使用することにより、外側外囲器上の望ましくない影効果を低減させるのに役立つ場合があり、また、角度に依存する効果を上回る望まない強度を低減させるのに役立つ場合がある、という認識に基づく。壁は、基板の平面と基板に対して垂直な方向との両方に光を拡散してもよい。縁部は、光束密度をぼかす効率を、特に基板の平面に垂直な方向に増大させるのに役立ち得る。

【0007】

光を拡散するように縁部を適合させて、外側外囲器上に投影される影を低減させるのに役立つ異なる方法が存在する。例えば、縁部は切欠き（serration）を備えてもよい。縁部は、例えば、鋸歯状切欠き及び／又は波形切欠きを備えてもよい。正弦波形状切欠きが、波形切欠きの一例である。代わりに又は加えて、縁部は、変化する厚さを有してもよい。縁部の厚さは、例えば、縁部の先端に向かって減少してもよい。

【0008】

壁は、基板の外周の全周に延びていてもよい。壁を外周の全周に配置することは、望ましくない影を特に効果的にぼかすのに役立ち得る。しかしながら、外囲器上の望ましくない影をぼかすために壁を外周の全周に延ばす必要がないように、光源及び基板上の任意の他の電気構成要素を位置決めすることが考えられる。

【0009】

壁は、例えば、円形であってもよい。円形の壁は、特に均質な形で光を拡散させることがあり、これはいくつかの用途において望ましい場合がある。

【0010】

電気構成要素は、少なくとも１つの固体光源とは異なっていてもよい。したがって、電気構成要素は、光源ではない構成要素であってもよい。しかしながら、いくつかの用途では、光源が別の光源からの光を遮断することにより、外側外囲器上に影が形成され得ることに留意されたい。

【0011】

照明デバイスは、照明デバイスをソケットに電気的及び機械的に接続するコネクタを更に備えてもよい。コネクタは、少なくとも１つの固体光源に電気的に接続されてもよい。照明デバイスは、レトロフィット電球であってもよい。このようなレトロフィット電球は、典型的には、前述したコネクタを備える。

【0012】

本発明は、請求項に記載されている特徴の、全ての可能な組み合わせに関するものである点に留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0013】

次に、本発明のこの態様及び他の態様が、本発明の実施形態を示す添付図面を参照して、より詳細に説明される。

【図1】本発明の一実施形態による照明デバイスの概略斜視図である。

【図2】照明デバイスの内部構成要素のいくつかを露呈させるために一部が取り除かれた、図１の照明デバイスの概略斜視図である。

【図3】光を拡散するように適合された縁部を有する壁の概略斜視図である。

【図4】一部が切り取られた別の壁の概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

ここで、本発明の現時点で好ましい実施形態が示されている添付図面を参照して、本発明が、以降でより完全に説明される。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に記載される実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、完全性及び網羅性のために提供され、当業者に本発明の範囲を完全に伝達するものである。

【0015】

図１は、レトロフィット電球又はキャンドル電球と呼ばれることがある照明デバイス１を示す。照明デバイス１は、壁取付け照明器具、天井取付け照明器具、テーブルランプ、シャンデリア、キャンデラブラなどの様々な種類の照明器具に含まれ得る。従来の電球に類似して、照明デバイス１は、例えばガラス又はプラスチック材料で作製され得る外側光透過性外囲器２と、コネクタ３とを備える。コネクタ３は、照明デバイス１を従来の電球ソケット（図示せず）に機械的及び電気的に接続するよう構成されている。図示した例では、コネクタ３は、Ｅ１４、Ｅ２６、又はＥ２７などのねじ込み式Ｅｄｉｓｏｎコネクタである。他の種類のコネクタ３、例えばバヨネットなども同様に使用され得る。任意選択の中間部分４が、外囲器２とコネクタ３との間に配置されている。この場合、中間部分４は、プラスチック材料で作製され、様々な実質的に円形の断面を有する。コネクタ３、中間部分４、及び外囲器２は、照明デバイス１の光軸Ａに沿って配置され、照明デバイス１から放出される光の分布は、光軸Ａに対して実質的に回転対称である。光軸Ａは、この場合、照明デバイス１の中心の長手方向軸と一致する。図１では、照明デバイス１は、光軸Ａがｚ軸に平行となるように向けられている。

【0016】

図２は、照明デバイス１の内部構成要素のいくつかをより明確に示すために外囲器２がない図１の照明デバイス１の一部を示す。図２から分かるように、照明デバイス１は基板５を備える。この場合、基板５は、コネクタ３に電気的に接続された、プリント回路基板又は金属コアプリント回路基板などの回路基板である。基板５の位置は、ここでは外囲器２（図１を参照）と中間部分４との間の境界部の近くにある。基板５は、この場合、実質的に円形であり、光軸Ａを中心にして配置されている。更に、基板５はここでは平面状であり、平面を画定しており、この平面はこの場合、基板５を含む平面である。したがって、この場合、基板５と基板５によって画定される平面とは平行である。図２では、照明デバイス１は、平面がｘｙ平面に平行であり、したがって、光軸Ａに垂直となるように向けられている。基板５及び光軸Ａによって画定される平面は、異なる実施例では、図１及び図２に示される実施例におけるように垂直である代わりに、実質的に又はほぼ垂直であってもよいことに留意すべきである。

【0017】

いくつかの固体光源６が基板５上に取り付けられ、基板５に電気的に接続されている。したがって、基板５は、光源６を機械的に支持及び固定し、また光源６の電気的接続のための導電性経路（図示せず）を保持する。光源６は、この場合、基板５の中央部分に取り付けられ、光を基板５から離れる方向に外囲器２に向かって放出するように向けられている。図示した実施例では６つの光源が存在するが、異なる実施例では、任意の他の数の光源６が照明デバイス１内に含まれてもよい。照明デバイス１は、例えば、光源６を１つだけ含んでもよい。光源６は、この実施例では、発光ダイオード（ＬＥＤ）、例えば半導体ＬＥＤ、有機ＬＥＤ、又はポリマーＬＥＤなどである。光源６の全てが白色などの同じ色の光を放出するように構成されてもよい、又は、異なる光源６が異なる色の光を放出するように構成されてもよい。

【0018】

図２で最も明確に分かるように、基板５は、光源６に加えて、いくつかの他の電気構成要素が、基板上に取り付けられ基板に電気的に接続されている。ここでは電気構成要素は、参照番号７によって示されるインダクタを含む。基板５上に取り付けられてもよい他の電気構成要素は、例えば、主電源からのＡＣ電力を、光源６用の適切なＤＣ電力に変換するように機能するドライバである。この場合、基板５、光源６、及びインダクタ７などの他の電気構成要素は、まとめてＬ２と呼ばれてもよい。

【0019】

照明デバイス１は壁８を更に備え、この壁８は、代わりにリングと称されてもよい。ここでは、壁８は、基板５の外周の近くで基板５上に配置され、基板５の平面内で光源６及び電気構成要素７を取り囲んでいる。ここでは、壁８はまた、光軸Ａを取り囲んでいる。異なる実施例では、壁８は、必ずしも基板５上に配置される必要はなく、例えば、基板５の外周の外側に配置され得ることに留意されたい。壁８は、ここでは円形である。壁８は、光軸Ａに沿って延びており、光軸Ａに向かって湾曲している。すなわち、壁８は半径方向内側に湾曲している。図２のｚ軸に沿って測定した場合、壁８の高さは、用途に応じて変化するが、例えば、約４ｍｍ～約７ｍｍの範囲であってもよい。リング８は、プラスチック材料などの光透過性材料で作製される。

【0020】

壁８は、基板５の遠位にある縁部８ａを有する。ここで、縁部８ａは、図２の壁８の上端部に近い、壁８の円形部分又は領域を指す。図示した場合では、縁部８ａは、切欠き、具体的には鋸歯状切欠きを備える。したがって、縁部８ａの切欠きは、その先端及び／又はそのノッチに尖った形状を有する。「歯」の好適な数は、壁８のサイズなどの用途固有の様々な要因に依存するが、例えば、約５０以上であってもよい。いくつかの用途では、壁８の外径は、例えば、約３０ｍｍ～約３５ｍｍの範囲であってもよい。壁８の内径は、例えば、外径より約３ｍｍ小さい寸法～外径より約７ｍｍ小さい寸法であってもよい。

【0021】

壁８は、基板５上に取り付けられた電気構成要素のうちの１つ以上に起因して外囲器２（図１を参照）上に形成され得る影及び光強度のばらつきをぼかすように適合されており、このような影及び強度のばらつきは、典型的には、インダクタ７などの比較的大きな構成要素によって引き起こされる。外囲器２上の影及び強度のばらつきは、場合によっては、光源が、別の光源によって放出された光を遮断することに起因し得ることに留意されたい。壁８は、そのような影及び強度のばらつきをぼかすのに役立つ。

【0022】

具体的には、壁８は、基板５によって画定される平面、すなわち図１及び図２のｘｙ面と、光軸Ａ、すなわち図１及び図２のｚ軸に平行な平面との両方において、光束密度をぼかすように適合されている。ここでは、壁８の切欠きのない部分は、主に、ｘｙ平面内で光束密度をぼかし、縁部８ａは、光束密度を主にｚ方向にぼかすのに役立つ。それゆえ、壁８は、外囲器２上に段階的な光束強度を生成するのに役立つ。縁部８ａの切欠きは、ここでは、異なる光源６から切欠きを通過する光の重なりが最適となるように設計されている。

【0023】

動作の間、照明デバイス１は、この場合、電球ソケットに接続されたコネクタ３を介して主電源から電力を受け取る。光源６は光を放出し、光は外囲器２を透過して、照明デバイス１の周囲を照明する。壁８は、光源６からの光を遮断する、インダクタ７及び基板５上の他の電気構成要素によって引き起こされる、外囲器２上の望ましくない影効果をぼかすのに役立つ。

【0024】

図３は、壁２０の別の実施例を示す。壁２０は、壁２０の縁部２０ａが正弦波形状切欠きを備えることを除いて、図１及び図２に示す壁８と類似している。したがって、縁部２０ａの切欠きは、その先端及び／又はそのノッチに湾曲形状を有する。壁８には、異なる実施例では、正弦波形状切欠きとは異なる種類の波形切欠きが設けられてもよいことに留意されたい。

【0025】

図４は、壁３０の更に別の実施例を示す。壁３０は、壁３０が切欠きのない縁部３０ａを有することを除いて、図１～図３に示す壁８、２０と類似している。その代わりに、縁部３０ａは、変化する厚さを有する。具体的には、縁部３０ａは、ここでは、壁８の上端部に向かって徐々に薄くなっている。図４に示す壁３０が、図１～図３に示す壁８、２０と組み合わされてもよいことに留意されたい。例えば、いくつかの用途では、照明デバイスは、切欠きと変化する厚さとの両方を有する縁部を有する壁を有してもよい。

【0026】

当業者は、本発明が、上述の好ましい実施形態に決して限定されるものではない点を、理解するものである。むしろ、多くの修正形態及び変形形態が、添付の請求項の範囲内で可能である。例えば、壁の縁部の異なる部分が、異なる方法で切欠きをつけられてもよい。壁の縁部は、例えば、正弦波形状切欠きと、鋸歯状切欠きとを備えてもよい。また、壁の縁部の一部に切欠きがあり、他の部分には切欠きがなくてもよい。更には、図面、本開示、及び添付の請求項を検討することにより、開示される実施形態に対する変形形態が、当業者によって理解され、特許請求される発明を実施する際に遂行され得る。請求項では、単語「備える（comprising）」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数を排除するものではない。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】